Conception optimale du réseau de mobilité urbaine pour un partage durable de l'espace entre les véhicules et les modes de transport doux

Contexte. Aujourd'hui, nous assistons à une propagation rapide de la mobilité multimodale dans nos villes et à une volonté des collectivités de promouvoir de nouveaux comportements de mobilité. Ces changements entraînent une évolution et une croissance des réseaux routiers avec des modifications qui sont souvent loin d'être conçues de manière optimale, et les autorités publiques commencent à étudier comment intégrer de nouveaux chemins et routes pour les nouveaux modes de transport doux (vélos, trottinettes, etc.). Il s'agit d'un problème très critique et d’actualité pour les villes et les gestionnaires de la mobilité, qui ne disposent pas d'outils actualisés et faciles à utiliser pour évaluer l'impact de leurs décisions en matière de conception de réseaux. En pratique, plusieurs questions restent sans réponse, comme celle de savoir quelle structure de réseau routier est la mieux adaptée pour supporter de nouveaux changements dans sa capacité, pour faciliter le partage de l'espace, et éventuellement pour soutenir le remplacement de certaines routes en faveur de voies dédiées à la mobilité douce.
Problème scientifique. D'un point de vue scientifique, la modélisation et la fusion de différents graphes de mobilité tout en garantissant une complexité compatible avec les applications d'optimisation constituent un défi. Des transformations mathématiques de la topologie du graphe routier réel en une nouvelle topologie préservant des propriétés de connectivité spécifiques seraient utiles pour réduire le domaine de modélisation et simplifier l'analyse du système. Les différentes transformations de graphe nécessitent un calibrage et une identification des paramètres qui seront effectués en analysant les données réelles de mobilité. Ensuite, la conception topologique du graphe routier multimodal se concentrera sur l'optimisation de la mobilité des personnes dans les zones urbaines en ce qui concerne la sécurité, l'impact environnemental et l'exposition aux concentrations de polluants. En pratique, les variables d'optimisation seront l'emplacement et la taille des nouvelles routes ou voies, les nouvelles lignes de transport public, la taille des zones à faibles émissions, etc.

Plan provisionnel de la thèse :
•    Revue de la littérature scientifique
•    Modélisation des graphes de mobilité pour voitures et modes doux
•    Réduction de modèle et fusion des deux graphes (multi-classes)
•    Conception topologique du graphe optimisant les flux de mobilité, la sécurité, l’impact environnemental
•    Simulation numérique de la stratégie proposée en application aux réseaux réels de Lyon ou Grenoble

Mots clefs : Théorie des graphes, optimisation topologique, apprentissage automatique, mobilité durable

• Directeur de thèse    Dr. CANUDAS DE WIT Carlos, Directeur de Recherche CNRS, Gipsa-lab et Inria Grenoble Rhône-Alpes, carlos.canudas-de wit@cnrs.fr, Scopus Author ID
• Ecole doctorale  ED EEATS,  Page web
• Encadrant IFPEN   Dr. DE NUNZIO Giovanni, Chef de projet Département Contrôle, Signal et Système, IFP Energies nouvelles giovanni.de-nunzio@ifpen.fr, ORCID
• Localisation du doctorant     Centre de recherche Inria Grenoble Rhône-Alpes, Grenoble, France et IFP Energies nouvelles, Lyon, France
• Durée et date de début     3 ans, démarrage en novembre 2022
• Employeur  Inria Grenoble Rhône-Alpes
• Qualifications   Master 2 en Mathématiques ou Génie Electrique, spécialité en Automatique Connaissances linguistique       Bonne maîtrise de l’anglais oral et écrit indispensable. Français souhaitable
• Autres qualifications   Bonne maîtrise de la programmation Matlab/Python